عادةً ما يُطلب من أصل BESS واحد متصل بالشبكة القيام بثلاث مهام مختلفة حسب الساعة: الحفاظ على استقرار تردد الشبكة، تقليل ذروات الطلب التي تؤدي إلى فاتورة المرافق، والتدخل كنسخة احتياطية في اللحظة التي ينقطع فيها الإمداد. الشراء من أجل واحدة فقط من هذه الأدوار عادةً ما يترك قيمة غير مستغلة. تأسست MPMC POWERTECH CORP. في عام 2008 ويقع مقرها الرئيسي في شنغهاي بودونغ، وتضع سلسلة HBD-A BESS الخاصة بها لتشغيل الثلاثة جميعًا من خلال نظام إدارة الطاقة الواحد (EMS).

ثلاث وظائف، بطارية واحدة

تظهر عدم استقرار الشبكة على شكل انحرافات في التردد وتقلبات في الجهد الكهربائي التي تدفع المرافق بشكل متزايد لتصحيحها بسرعة؛ يتم فرض رسوم الطلب على أقصى سحب كيلوواط بدلاً من إجمالي استهلاك الكيلوواط ساعة، لذا فإن تقليل الذروة يقلل الفاتورة حتى لو لم يتغير إجمالي الاستهلاك؛ والنسخ الاحتياطي الطارئ له قيمة فقط إذا كانت الانتقال من الشبكة إلى الطاقة المخزنة سريعًا بما يكفي بحيث لا يلاحظ المعدات المتصلة ذلك. تم تصميم سلسلة HBD-A من MPMC للتنقل بين هذه الأدوار تحت تحكم EMS بدلاً من أن تكون مخصصة لوظيفة واحدة.

كيف يقرر EMS ما الذي تفعله البطارية بعد ذلك

يدعم نظام EMS الذي طورته MPMC وضع PQ للتحكم في القدرة الفعالة والقدرة غير الفعالة على نظام متصل بالشبكة، ووضع VF للتحكم المستقل في الجهد والتردد عند التشغيل خارج الشبكة، ووضع VSG (المولد التزامني الافتراضي) لمحاكاة العطالة وتحسين استقرار الشبكة، وميزة البدء الأسود لاستعادة الطاقة بشكل مستقل بعد انقطاع التيار، وتشغيل تشكيل الشبكة لإنشاء شبكة مستقرة حيث لا توجد شبكة. يعمل تنظيم القدرة غير الفعالة عبر النطاق الكامل لوحدات PCS، وينسق EMS كل هذا مع المراقبة في الوقت الحقيقي، وإدارة الإنذارات، والتحكم عن بعد من خلال SCADA الذي طورته MPMC.

تنظيم التردد في الممارسة العملية

توفر محطة الطاقة الخضراء الموثقة بقدرة 8 ميغاواط ساعة التابعة لـ MPMC في المجر، المبنية من وحدتين HBD-500-1000 وثلاث وحدات HBD-1000-2000، تنظيم التردد، تقليل الذروة وموازنة الحمل للموقع. تُظهر محطة تنظيم التردد المتصلة بالشبكة بقدرة 8 ميغاواط ساعة في هولندا، المبنية من أربع وحدات HBD-A بقدرة 2 ميغاواط ساعة لكل منها، وشبكة صغيرة لتقليل الذروة بقدرة 3.2 ميغاواط ساعة تجمع بين وحدات HBD-A وHBD-R، نفس المبدأ بمقاييس مختلفة — الاستجابة على مستوى المللي ثانية لانحراف التردد هي وظيفة لنظام PCS وEMS، وليس فقط لحجم البطارية.

نظام تخزين طاقة البطارية من سلسلة MPMC HBD-A — HBD-1000-2000

تقليل الذروة وحساب رسوم الطلب

الآلية بسيطة: يقوم نظام إدارة الطاقة بشحن البطارية من الشبكة خلال ساعات الذروة المنخفضة والتكلفة الأقل، ويقوم بتفريغها خلال الفترات التي قد تسجل فيها ذروة طلب جديدة، مما يقلل من الحد الأقصى لسحب الكيلوواط الذي تحاسبه المرافق عليه. ينطبق نفس المنطق الخاص بالشحن بتكلفة منخفضة والتفريغ عند الذروة عندما يدمج الموقع التخزين مع مجموعات المولدات الخاصة به بدلاً من الشبكة — يوضح مصنع خلط الخرسانة المستقل عن الشبكة التابع لـ MPMC في دبي نسخة الوقود من نفس الحساب.

يدير EMS المحطة منطقًا ثلاثي المراحل: تفرغ البطارية بينما يحتفظ مولد واحد بنقطة حمله المثلى بالقرب من 75%، وتعمل عدة مولدات بالتوازي لإعادة شحن البطارية حتى 500 kW عند الحاجة، وتوفر المولدات تكرارًا متبادلًا في حالة الفشل — نفس نظام الإرسال المستخدم في تطبيق رسوم الطلب المتصل بالشبكة، مطبق بدلاً من ذلك على تكلفة الوقود وتآكل المولد.

النسخ الاحتياطي الطارئ ومسألة التبديل

التحويل من الشبكة إلى خارج الشبكة هو معيار في سلسلة HBD-R من MPMC، بينما سلسلة HBD-A تعتمد بشكل افتراضي على فجوة انتقال قصيرة، قابلة للتكوين للتحويل السلس حيث يتطلب التطبيق ذلك — هذا إعداد يجب تأكيده صراحةً بناءً على تحمل الحمل الفعلي للانقطاع بدلاً من الافتراض. القدرة على بدء التشغيل الأسود وتشكيل الشبكة تعني أن نفس الأصل الذي يقلل من الذروات خلال النهار يمكنه استعادة الطاقة إلى الموقع بشكل مستقل بعد انقطاع أوسع.

نظام تخزين طاقة البطارية من سلسلة MPMC HBD-A — HBD-500-1000

الاستهلاك الذاتي مع مجموعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الحالية

مقترنًا بالطاقة الشمسية على السطح، يخزن HBD-A فائض توليد الطاقة الشمسية في منتصف النهار ويطلقه خلال ذروة الطلب المسائية، والتي تقول MPMC إنها ترفع معدلات الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية — نفس سعة البطارية التي تقوم بتقليل الذروة خلال النهار وتحسين الاستهلاك الذاتي في المساء ليست مشتريات منفصلة، بل جداول EMS منفصلة لنفس الأصل.

نشرات موثقة متصلة بالشبكة

بعيدًا عن المجر وهولندا، تشمل قائمة مراجع MPMC محطة تقليل ذروة رأس بئر نفط وغاز صينية مبنية من ست وحدات 2C بسعة 250 كيلوواط ساعة لكل منها بمجموع 3 ميغاواط، مما يبرهن على تطبيق نفس منصة HBD-A على اتصال صناعي بالشبكة بدلاً من اتصال على مستوى المرافق.

تأكيد جاهزية النظام عند الحاجة

دور النسخ الاحتياطي لا يكون فعالًا إلا بقدر جاهزيته، ولهذا السبب تبني MPMC إدارة الإنذارات والأعطال في الوقت الحقيقي ضمن نفس منصة SCADA التي تدير جدول تقليل الذروة وتنظيم التردد اليومي — يرى المشغل نفس حالة النظام سواء كان يقلل بهدوء ذروة الطلب أو يحافظ بنشاط على الموقع خلال انقطاع التيار. جميع نماذج HBD-A تحمل حماية IP54 على مستوى النظام وIP67 على مستوى حزمة البطارية، ومصنفة لارتفاع يصل إلى 3000 متر مع تخفيض الأداء فوق 2000 متر، وهو أمر يستحق التحقق منه صراحةً لموقع على ارتفاع أو في موقع ساحلي عالي الرطوبة.

أسئلة يجب حسمها قبل تحديد حجم النظام

• تحديد أي من الواجبات الثلاث — تنظيم التردد، تقليل الذروة أو النسخ الاحتياطي — هو المحرك الأساسي للتصميم، لأنه يغير منطق تحديد الحجم.

• تأكيد ما إذا كان مطلوبًا التبديل السلس أو الانتقال بفجوة للحمل المتصل.

• طلب ملف الطلب الفعلي قبل تحديد حجم القدرة (كيلوواط) والسعة (كيلوواط ساعة) بشكل منفصل — فهما يجيبان عن أسئلة مختلفة.

• اتخاذ قرار ما إذا كان النظام يحتاج إلى قبول إدخال مباشر من الطاقة الشمسية أو فقط الطاقة الشمسية المرتبطة بالتيار المتردد.

• تأكيد الامتثال لقواعد الشبكة ومتطلبات القدرة التفاعلية لمنطقة المرافق المحددة.

• التحقق من الارتفاع والتخفيض البيئي لموقع التركيب.

• طلب منطق إرسال EMS كتابيًا، وليس فقط مواصفات الأجهزة.

• تأكيد أساس الضمان — سنوات النظام مقابل مرور ميغاواط ساعة — مقابل معدل التدوير السنوي المتوقع.

أسئلة يطرحها مديرو المنشآت